Αντιστάσεις άνθρακα
Μια αντίσταση είναι ένα παθητικό ηλεκτρικό εξάρτημα δύο ακροδεκτών που λειτουργεί ως στοιχείο κυκλώματος βάζοντας ηλεκτρική αντίσταση στο μείγμα. Οι αντιστάσεις χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρονικά κυκλώματα για τη μείωση της ροής του ρεύματος, τη ρύθμιση των επιπέδων σήματος, τη διαίρεση των τάσεων, τα ενεργά στοιχεία πόλωσης και τις τελικές γραμμές μεταφοράς, μεταξύ άλλων. Για την κατασκευή της αντίστασης, χρησιμοποιούνται πολλά διαφορετικά μέταλλα και κράματα, όπως νιχρώμιο, ορείχαλκος, πλατίνα και βολφράμιο. Εάν συγκρίνετε μεταλλικές αντιστάσεις με αντιστάσεις άνθρακα, θα διαπιστώσετε ότι οι περισσότερες από αυτές έχουν χαμηλή ηλεκτρική αντίσταση επειδή είναι δύσκολο να κάνετε υψηλή αντίσταση χωρίς να κάνετε την αντίσταση μεγαλύτερη, γεγονός που τις καθιστά λιγότερο αποδοτικές.
Για τη μέτρηση της αντίστασης, χρησιμοποιούνται πολύ αντιστάσεις άνθρακα. Οι αντιστάσεις άνθρακα μπορούν να δώσουν μια πολύ ακριβή τιμή αντίστασης. Είναι φθηνά, μικρά και ίσως ενσωματωμένα σε πλακέτες κυκλωμάτων που χρησιμοποιούνται σε tablet, smartphone και επεξεργαστές φορητών υπολογιστών. Τα μεταλλικά σύρματα είναι πιο ακριβά από τον άνθρακα, ο οποίος μπορεί να βρεθεί σε πολλά μέρη, επομένως επιλέγονται για όλους αυτούς τους πρακτικούς λόγους.
Αντιστάσεις άνθρακα
Οι αντιστάσεις άνθρακα είναι ο πιο κοινός τύπος αντιστάσεων σύνθεσης. Είναι επίσης τα πιο κοινά. Οι αντιστάσεις άνθρακα είναι ένας φθηνός τύπος αντίστασης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο σε ηλεκτρικά όσο και σε ηλεκτρονικά κυκλώματα. Με το αντιστασιακό τους στοιχείο, αναμειγνύουν λεπτώς αλεσμένο γραφίτη (όπως μολύβι μολυβιού) με μια μη αγώγιμη σκόνη αργίλου για να κολλήσει όλος μεταξύ τους. Η συνολική τιμή αντίστασης του μείγματος καθορίζεται από την αναλογία σκόνης άνθρακα προς κεραμικό (ένας αγωγός και ένας μονωτήρας). Όσο περισσότερος άνθρακας υπάρχει, τόσο μικρότερη θα είναι η συνολική αντίσταση του μείγματος. Σε αυτό το παράδειγμα, το μείγμα χυτεύεται σε κυλινδρικό σχήμα με μεταλλικά σύρματα ή καλώδια προσαρτημένα σε κάθε άκρο για να γίνει μια ηλεκτρική σύνδεση όπως φαίνεται. Στη συνέχεια, καλύπτεται με ένα εξωτερικό μονωτικό υλικό και χρωματικά κωδικοποιημένα σημάδια για να δείξει πόση αντίσταση έχει, όπως φαίνεται.
Μέρη αντιστάσεων άνθρακα
Οι αντιστάσεις άνθρακα μπορούν να κατασκευαστούν από πολλά διαφορετικά πράγματα, αλλά παρακάτω είναι μερικά από τα μέρη της αντίστασης άνθρακα.
Κεραμικός πυρήνας
Καπάκι νικελίου
Φιλμ άνθρακα
Μόλυβδος
Προστατευτική εποξειδική στρώση
Λειτουργία αντιστάσεων άνθρακα
Πρέπει να υπάρχει η σωστή αντίσταση στην πλακέτα κυκλώματος όταν φτιάχνετε ένα ηλεκτρικό ή ηλεκτρονικό κύκλωμα για μια συγκεκριμένη χρήση. Γίνεται με τη χρήση αντιστάσεων άνθρακα, που είναι μικρά μέρη. Αυτά τα μέρη είναι μικρά πακέτα αντίστασης που συνδέονται στο κύκλωμα για να σταματήσουν τη ροή του ηλεκτρισμού κατά ένα ορισμένο ποσό.
Ο άνθρακας τοποθετείται πάνω από έναν κεραμικό πυρήνα σε μια αντίσταση άνθρακα. Καθώς κρυώνει, ο άνθρακας που έχει απορριφθεί χάνεται σε μια σπείρα. Αυτό το κάνει ένα σύρμα που τυλίγεται γύρω από έναν κεραμικό πυρήνα. Το βήμα, η διάμετρος και το μήκος της σπείρας άνθρακα αλλάζουν ανάλογα με την αντίσταση που χρειάζεστε από αυτήν. Υπάρχουν καλύμματα νικελίου που βρίσκονται και στις δύο άκρες του πυρήνα για να βεβαιωθείτε ότι ο άνθρακας και ο μόλυβδος βρίσκονται σε καλή επαφή.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των αντιστάσεων άνθρακα
Οι αντιστάσεις με σύνθεση άνθρακα έχουν μεγάλο πλεονέκτημα σε σχέση με άλλους τύπους αντιστάσεων επειδή μπορούν να χειριστούν παλμούς πολύ υψηλής ενέργειας. Όταν η ηλεκτρική ενέργεια ρέει μέσω της αντίστασης, ολόκληρο το σώμα της σύνθεσης άνθρακα κινεί την ενέργεια. Οι αντιστάσεις με σύρμα, για παράδειγμα, χρησιμοποιούν πολύ λιγότερο σύρμα για τη μετακίνηση ηλεκτρικής ενέργειας. Έτσι, η θερμική μάζα της αντίστασης με βάση τον άνθρακα είναι πολύ μεγαλύτερη, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να αποθηκεύσει περισσότερη ενέργεια. Οι αντιστάσεις με σύρμα είναι πιο ακριβές από τις αντιστάσεις άνθρακα, αλλά οι αντιστάσεις άνθρακα μπορούν να κατασκευαστούν με μεγαλύτερη αντίσταση και είναι πολύ φθηνότερες. Ωστόσο, ο συντελεστής θερμοκρασίας, ο θόρυβος, η εξάρτηση από την τάση και το φορτίο δεν είναι τόσο καλά όσο θα μπορούσαν να είναι.
Πριν από πενήντα χρόνια, οι αντιστάσεις σύνθεσης άνθρακα χρησιμοποιήθηκαν σε πολλά οικιακά ηλεκτρονικά. Επειδή η τιμή αντίστασης δεν είναι πολύ σταθερή, αυτός ο τύπος αντίστασης δεν είναι καλός για εφαρμογές υψηλής ακρίβειας σήμερα. Μπορεί να αλλάξει έως και 5% σε ένα χρόνο. Με πολλή χρήση, η τιμή αλλάζει ακόμα περισσότερο:έως και 15% για δοκιμή 2000 ωρών σε πλήρη ισχύ με θερμοκρασία περιβάλλοντος 70°C. Η συγκόλληση μπορεί να κάνει 2% μεγαλύτερη διαφορά.
Λόγω του τρόπου κατασκευής της αντίστασης, αυτή η αστάθεια είναι δεδομένη. Ο άνθρακας αποτελείται από διαφορετικά υλικά που διαστέλλονται με διαφορετικούς ρυθμούς όταν θερμαίνονται. Όταν τα αγώγιμα σωματίδια άνθρακα και το μη αγώγιμο συνδετικό θερμαίνονται ή κρυώνουν, το σώμα της αντίστασης καταπονείται. Η μηχανική θα αλλάξει, πράγμα που σημαίνει ότι η τιμή αντίστασης θα ανέβει ή θα μειωθεί.
Επίσης, οι ιδιότητες θορύβου των αντιστάσεων με σύνθεση άνθρακα είναι κακές επειδή αποτελούνται από πολλά διαφορετικά πράγματα. Όταν υπάρχουν πολλά ρεύματα, το επίπεδο θορύβου ανεβαίνει. Υπάρχουν αντιστάσεις που αντέχουν τάσεις 0,25 W και 0,5 W. Μπορούν να αντέξουν τάσεις 150 V και 500 V. Εάν συνδέσετε δύο καλώδια μεταξύ τους, η αντίσταση μεταξύ τους είναι πολύ χαμηλή (περίπου μια τάξη μεγέθους χειρότερη από άλλους τύπους) . Είναι επίσης λιγότερο συνηθισμένο να χρησιμοποιείται αυτός ο τύπος αντίστασης επειδή έχει συντελεστή υψηλής θερμοκρασίας περίπου 1200 ppm/°C, γι' αυτό και είναι λιγότερο συνηθισμένος. -40 έως 150 °C είναι το εύρος στο οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί το μηχάνημα. Ωστόσο, οι αντιστάσεις δεν είναι τόσο ισχυρές πάνω από 70 °C.
Χρήσεις αντιστάσεων άνθρακα
- Επειδή η αντίσταση άνθρακα μπορεί να αντέξει παλμούς υψηλής ενέργειας παρά το μικρό της μέγεθος, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλά διαφορετικά πράγματα στην καθημερινή ζωή.
- Μπορούν να περάσουν έως και 350°C και 15 KV μέσω της αντίστασης και μπορεί να αντέξει και τα δύο.
- Οι ακτίνες Χ, τα ραντάρ και τα λέιζερ χρησιμοποιούν αντιστάσεις άνθρακα για να αποκτήσουν τη δύναμή τους.
- Οι απινιδωτές και ο άλλος εξοπλισμός που συνδέεται με τον ασθενή και ο οποίος πρέπει να προστατεύεται από παλμούς υψηλής ενέργειας χρησιμοποιούν επίσης αυτόν τον τύπο υλικού.
Συμπέρασμα
Μια αντίσταση είναι ένα παθητικό ηλεκτρικό εξάρτημα δύο ακροδεκτών που λειτουργεί ως στοιχείο κυκλώματος. Χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρονικά κυκλώματα για τη μείωση της ροής ρεύματος, τη ρύθμιση των επιπέδων σήματος, τη διαίρεση των τάσεων, τα ενεργά στοιχεία πόλωσης και τις τελικές γραμμές μεταφοράς. Οι αντιστάσεις άνθρακα είναι ο φθηνότερος και πιο συνηθισμένος τρόπος μέτρησης της αντίστασης. Αυτά τα μέρη είναι μικρά πακέτα αντίστασης που συνδέονται με το κύκλωμα για να σταματήσουν τη ροή του ηλεκτρισμού. Οι αντιστάσεις άνθρακα έχουν μεγάλο πλεονέκτημα σε σχέση με άλλους τύπους αντιστάσεων επειδή μπορούν να χειριστούν παλμούς πολύ υψηλής ενέργειας.
Η αντίσταση της αντίστασης μπορεί να ποικίλλει έως και 15% για δοκιμή 2000 ωρών σε πλήρη ισχύ με θερμοκρασία περιβάλλοντος 70°C. Η συγκόλληση μπορεί να κάνει 2% μεγαλύτερη διαφορά. Υπάρχουν αντιστάσεις που αντέχουν τάσεις 0,25 W και 0,5 W.
